Принципи одержання та використання алкінів
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
»кіну (мономеру), внаслідок чого утворюється ненасичений олігомер продукт нормальної чи циклічної будови.
1Лінійна димеризація:
CHCH + CHCH CH2=CH-CCH
CuCl/NH4Cl Вінілацетилен
Внаслідок приєднання HCl до потрійного звязку вінілацетилену одержують хлоропрен, при полімеризації якого добувають хлоропреновий каучук.
2Циклічна тримеризація реакція Зелінського-Казанського:
600оС
3CHCH .
Сакт.Бензен
Гомологи ацетилену за наявності металоорганічних сполук хрому, нікелю і кобальту перетворюються у похідні бензену:
3 R-CCH
Kat
3 Циклічна тетрамеризація
60о, Р.
4CHCH
Циклооктатетраєн-1,3,5,7
Реакції відновлення і окиснення
1. Відновлення алкінів (каталітичне гідрування) проходить у дві стадії: спочатку утворюються алкени, а потім алкани.
Алкіни гідруються значно повільніше, ніж алкени. Однак якщо в реакційній суміші одночасно наявні різні види ненасичених вуглеводнів, то спочатку піддаються гідруванню саме алкіни, оскільки вони легше і швидше адсорбуються на поверхні каталізатора й не допускають до нього молекули алкенів.
Залежно від природи каталізатора на першій стадії можуть утворюватися різні просторові ізомери алкенів: при використанні паладієвого каталізатора цис-ізомери, а відновлення алкінів літієм чи натрієм у рідкому амоніаку (Li + NH3 LiNH2 + H) приводить до транс-ізомерів.
2. Окиснення. Завдяки великій ненасиченості ацетиленові вуглеводні легко піддаються окисненню: навіть дуже розведений водний розчин KMnO4 руйнує потрійний звязок. При цьому утворюються -дикетони, якщо потрійний звязок знаходиться всередині ланцюга, чи -кетонокислоти, якщо потрійний звязок займає крайнє положення:
[O]
R-CC-R R-C---C-R,
KМnO4(розв.); Н2О О О
Алкін -Дикетон
[O]
R-CCH R-CCOOH.
KМnO4(розв.); Н2О О
-Кетонокислота
Ацетилен у цьому випадку дає щавлеву кислоту:
[O]ОО
НCCН C---C
(чи КООС-СООК).
KМnO4(розв.); Н2О НО ОН
Етандіова (щавлева) кислота
Сильні концентровані окисники призводять до повного розщеплення потрійного звязку і утворення суміші карбонових кислот; якщо потрійний звязок знаходиться у крайньому положенні, то виділяється вуглекислий газ
[O]
R-CC-R RCООН + RСООН,
Алкін KМnO4; Н2SО4 Суміш кислот
[O]
R-CCН R-CООН + СО2.
Алкін KМnO4; Н2SO4Кислота
Ацетилен при пропусканні через підкислений розчин перманганату калію піддається повному окисненню:
[O]
CНCН 2CО2 .
KМnO4; Н2SO4
Повне окиснення спостерігається і при згорянні алкінів, яке супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Наприклад, при спалюванні ацетилену досягається температура 35000С, що застосовується при зварюванні та різанні металів.
CnH2n-2 + (1,5n 0,5) O2 nCO2 + (n 1) H2O + Q.
C2H2 + 2,5 O2 2CO2 + H2O + 3200 кДж/моль.
РЕАКЦІЇ ІЗОМЕРИЗАЦІЇ
Під впливом різних каталізаторів потрійний звязок може переходитися із крайнього положення всередину ланцюга і навпаки, наприклад:
[Na]
R-CC-СН3 R-CH2---CCH.
[C2H5ONa]
За наявності спеціальних каталізаторів (KOH, 170oC) потрійний звязок ізомеризується у два подвійних:
kat
СН3-CН2-СCН CH2=CHCH=CH2. Бутин-1 Бутадієн-1,3
ОДЕРЖАННЯ АЛКІНІВ
Найбільше промислове значення має ацетилен, його щорічне світове виробництво перебільшує 5 млн т. У звязку із цим розроблені специфічні способи добування С2Н2 та його гомологів.
1Гідроліз карбідів кальцію і магнію дає ацетилен і
пропін відповідно:
СаС2 + 2Н2О Ca(OH)2 + CHCH,
Mg2C3 + 4H2O 2Mg(OH)2 + CHC-CH3.
2 Піроліз вуглеводнів
Ацетилен одержують при швидкому пропусканні (тривалість реакції 0,01-0,1с) метану між електродами під час електричного розряду:
1500оC
2СН4 CHCH + H2
Ел. розряд
або через полумя пальника у суміші з киснем (окиснювальний піроліз).
tоC
4СН4 +2O2 CHCH + 6H2 + H2O + CO + CO2.
Іноді піролізу піддають етан чи етилен.
3 Елімінування дигалогенопохідних, в молекулах яких атоми галогенів містяться біля двох сусідніх атомів карбону (віцинальні дигалогенпохідні) чи біля одного атома карбону (гемінальні дигалогенопохідні) при дії на них спиртовим розчином лугу:
CH2Cl-CH2Cl + 2KOH CHCH + 2KCl + 2H2O,
1,2-Дихлоретан Спирт. р-н
CH3-CHCl2 + 2KOH CHCH + 2KCl + 2H2O.
1,1-Дихлоретан Спирт. р-н
При елімінуванні несиметричних галогенопохідних виконується правило Зайцева:
CH3 CH2-CCl2-CH3 + 2KOH CH3-CC-CH3 + 2KCl + 2H2O.
2,2-Дихлорбутан Спирт. р-н Бутин-2
4 Дегалогенування віцинальних тетрагалогенпохідних цинковим пилом чи магнієм
CH3 CBr2-CBr2-CH3 + 2Zn CH3-CC-CH3 + 2ZnBr2.
2,2,3,3-Тетрабромбутан Бутин-2
5 Із напівацетиленідів при їх взаємодії з галогеналканами отримують алкіни з кінцевим потрійним звязком:
HCCNa + CH3(CH2)2Br CH3-CH2-CH2-CCH + NaBr.
Цим самим способом можна одержувати алкіни, які містять потрійний звязок усередині ланцюга:
CH3-CCNa + CH3-Br CH3-CCСH3 + NaBr.
Пропінід натрію Бутин-2
ВИКОРИСТАННЯ АЛКІНІВ
Ацетилен використовується у великих кількостях для зварювання і різання металів, оскільки при його згорянні виділяється багато теплоти. Крім того, він є вихідним продуктом для промислового виробництва численних сполук: ацетальдегіду, оцтової кислоти, етилену, хлороцтової та трихлороцтової кислот, поліхлорвінілу, трихлоретилену, ?/p>